混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力張拉方法的對(duì)比研究

宋　璨　張昌誼

(1.珠海市工程監(jiān)理有限公司，廣東 珠?！?19075；　2.珠海華發(fā)高新建設(shè)控股有限公司，廣東 珠?！?19075)

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混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力張拉方法的對(duì)比研究

宋璨1張昌誼2

(1.珠海市工程監(jiān)理有限公司，廣東 珠海519075；2.珠海華發(fā)高新建設(shè)控股有限公司，廣東 珠海519075)

介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的特點(diǎn)，對(duì)比分析了混凝土箱梁腹板鋼束與頂、底板鋼束的預(yù)應(yīng)力張拉方法，總結(jié)了各種預(yù)應(yīng)力張拉方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，為同類橋梁的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

混凝土箱梁，預(yù)應(yīng)力，張拉方法，適用范圍

0　引言

隨著現(xiàn)代化交通建設(shè)的發(fā)展和需要，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁憑借其整體性好、跨越能力強(qiáng)、橋型美觀等特點(diǎn)在我國(guó)的橋梁工程中被廣泛地采用。本文描述了各種預(yù)應(yīng)力張拉方法，并通過(guò)分析比較，對(duì)其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了研究。

1　預(yù)應(yīng)力張拉方法的描述

預(yù)應(yīng)力張拉方法可以根據(jù)鋼束在箱梁中的位置進(jìn)行如下分類。

1.1腹板鋼束的張拉方法

1)普通兩端張拉方法。此種方法是在梁端都有條件的情況下對(duì)腹板束進(jìn)行張拉。由于有足夠的張拉空間，梁端只需要留15 cm或20 cm的封錨，如圖1所示。

2)設(shè)置后澆帶的兩端張拉方法。此種方法是在相鄰箱梁空間不夠的情況下，在梁端留出一定尺寸的后澆帶對(duì)腹板束進(jìn)行張拉，完畢后再澆筑后澆帶，如圖2所示。

圖1　普通兩端　　　　　　　　　　　圖2　設(shè)置后澆帶　張拉立面圖(單位：cm)　　　　　　　張拉立面圖(單位:cm)

3)單端張拉方法。此種方法是將腹板束一端固定在箱梁中，選擇有空間的另一側(cè)張拉，張拉端設(shè)置15 cm或20 cm的封錨，如圖3所示。

4)頂板開(kāi)槽的兩端張拉方法。此種方法在梁端不設(shè)置封錨或后澆帶，在箱梁頂板開(kāi)槽口張拉腹板束，完畢后再澆筑槽口，如圖4所示。

圖3　單端張拉立面圖(單位：cm)

圖4　頂板開(kāi)槽張拉立面圖(單位：cm)

5)AB梁張拉方法。此種方法為保證相鄰箱梁有足夠的張拉空間，設(shè)置A梁和B梁，并采用以下施工順序：先澆筑A梁混凝土(A梁端橫梁暫時(shí)不澆筑)，然后張拉A梁腹板束，完畢后才澆筑B梁混凝土，再利用A梁端橫梁的空間張拉B梁腹板束，最后在A梁端橫梁處澆筑無(wú)收縮混凝土，如圖5所示。

1.2頂、底板鋼束的張拉方法

1)頂板預(yù)留槽的兩端張拉方法。此種方法在頂板預(yù)留槽口張拉頂板束，完畢后再澆筑槽口，如圖6所示。

2)設(shè)置齒塊的兩端張拉方法。此種方法是為了滿足張拉需要，在頂、底板束兩端布置齒塊，如圖7所示。

3)設(shè)置齒塊的單端張拉方法。此種方法是將頂、底板束一端固定在箱梁中，另一側(cè)為了張拉需要布置齒塊，如圖8所示。

圖5　AB梁張拉平面圖(單位：cm)

圖6　頂板預(yù)留槽張拉平、立面圖(單位：cm)

圖7　設(shè)齒塊兩端張拉立面圖(單位：cm)

圖8　設(shè)齒塊單端張拉立面圖(單位：cm)

2　預(yù)應(yīng)力張拉方法的對(duì)比

普通兩端張拉方法適用于單聯(lián)混凝土簡(jiǎn)支、連續(xù)梁以及多聯(lián)混凝土簡(jiǎn)支、連續(xù)梁，中間若干聯(lián)為鋼梁或者鋼混組合梁的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是鋼束通過(guò)梁端，對(duì)受力有利；缺點(diǎn)是橋臺(tái)背墻必須張拉鋼束后澆筑。

設(shè)置后澆帶的兩端張拉方法適用于多聯(lián)混凝土簡(jiǎn)支、連續(xù)梁的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是各聯(lián)互不影響，可同時(shí)施工，也可有選擇的先后施工，縮短了工期；缺點(diǎn)是由于后澆帶的影響，分聯(lián)處支座間距拉開(kāi)，下部結(jié)構(gòu)縱向尺寸變大，影響橋墩或蓋梁的美觀。

單端張拉方法適用于施工方向確定的多聯(lián)小跨徑混凝土簡(jiǎn)支梁的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是鋼束短，預(yù)應(yīng)力損失??；缺點(diǎn)是必須逐聯(lián)張拉，施工順序不能改變，施工周期長(zhǎng)。

頂板開(kāi)槽的兩端張拉方法適用于梁端沒(méi)有張拉空間的多聯(lián)混凝土簡(jiǎn)支、連續(xù)梁的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是分聯(lián)處支座間距小，可以減少下部結(jié)構(gòu)工程量；缺點(diǎn)是梁端沒(méi)有鋼束通過(guò)，受力不利，頂板開(kāi)槽處混凝土應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂縫。

AB梁張拉方法適用于城市軌道交通中多聯(lián)混凝土簡(jiǎn)支、連續(xù)梁的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是鋼束通過(guò)梁端，對(duì)受力有利，且分聯(lián)處橋梁支座間距小，減小下部結(jié)構(gòu)縱向尺寸；缺點(diǎn)是箱梁模板需按AB梁分別設(shè)計(jì)，B梁腹板要加厚，增加混凝土用量，施工順序變復(fù)雜，施工難度加大。

頂板預(yù)留槽的兩端張拉方法適用于簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)制混凝土小箱梁的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是負(fù)彎矩束的錨頭在箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)耐久性好；缺點(diǎn)是鋼束線形受限制，存在張拉不到位，張拉過(guò)程中頂板崩裂以及槽口混凝土質(zhì)量難以保證的問(wèn)題。

設(shè)置齒塊的兩端張拉方法適用于當(dāng)腹板束不能滿足混凝土連續(xù)梁受力要求時(shí)，利用短束提高強(qiáng)度，降低應(yīng)力的情況；設(shè)置齒塊的單端張拉方法適用于當(dāng)腹板束不能滿足混凝土連續(xù)梁受力要求時(shí)，利用通長(zhǎng)束提高強(qiáng)度，降低應(yīng)力的情況。兩個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是布束靈活，可有效利用箱梁內(nèi)的空間；缺點(diǎn)是齒塊與頂、底板交界處易產(chǎn)生橫向裂縫，降低箱梁的耐久性，給結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)重大隱患。

對(duì)比普通兩端張拉方法與頂板開(kāi)槽的兩端張拉方法：普通兩端張拉方法受力較均勻；頂板開(kāi)槽的兩端張拉方法受力變化幅度較大，梁端由于預(yù)應(yīng)力的缺失導(dǎo)致出現(xiàn)明顯的拉應(yīng)力，可利用局部鋼筋加強(qiáng)。

對(duì)比設(shè)置后澆帶的兩端張拉方法與AB梁張拉方法：設(shè)置后澆帶的兩端張拉方法可以根據(jù)受力情況選擇布置兩排腹板束或一排腹板束，而AB梁張拉方法由于箱室尺寸的限制只能布置一排腹板束。

對(duì)比頂板預(yù)留槽的兩端張拉方法與設(shè)置齒塊的兩端張拉方法：頂板預(yù)留槽的兩端張拉方法限于小噸位鋼束，設(shè)置齒塊的兩端張拉方法可采用較大噸位鋼束。

3　結(jié)語(yǔ)

所有預(yù)應(yīng)力張拉方法都是成熟穩(wěn)定、技術(shù)可行，能經(jīng)受計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的。對(duì)于客觀條件不同的橋梁，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目具體情況選用一種合適的張拉方法或者幾種張拉方法配合使用，以期實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工的最優(yōu)化。

[1]郭建平，鮑德安.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工法[J].中國(guó)市政工程，2003(4)：50-53.

[2]薛雄.多聯(lián)現(xiàn)澆PC連續(xù)梁橋的梁端布束方案比選研究[A].中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會(huì)全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議[C].2008.

[3]張忠效.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋多聯(lián)同步施工[J].城市建設(shè)理論研究，2011(27)：61-63.

On comparison of concrete box grider prestressed tension methods

Song Can1Zhang Changyi2

(1.ZhuhaiEngineeringInspectionCo.,Ltd,Zhuhai519075,China;2.ZhuhaiHuafaHigh-TechConstructionCompany,Zhuhai519075,China)

The paper introduces the features for the prestressed concrete box girder bridge, compares the pretressed tension methods of the web plate steel cable, top and bottom plate steel cable, and sums up the applied scopes, advantages and disadvantages of the prestressed tension methods, so as to provide some reference for the design and construction of similar bridges.

concrete box girder, prestress, tension method, applied scope

1009-6825(2016)21-0169-02

2016-05-14

宋璨(1983- )，男，工程師

U448.213

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